由于全球变暖与化石燃料短缺所带来的诸多社会以及环境问题,对于可再生的新型能源的需求推动科研人员开发出诸如太阳能电池、锂离子电池等许多先进的能源储存系统。其中,超级电容器是一种新型具有杰出的功率密度、优异的倍率性能和良好的循环寿命等优点的储能器件,从而引起了广泛的关注。从储能机理方面,超级电容器可以分为:双电层电容器其是基于电荷在电极表面聚集存储能量的而赝电容器则是在电极表面产生法拉第反应存储能量的。两者对比,赝电容器可以有比双电层电容器更高的能量密度,其作为理想的电化学活性材料具有很好的前景。近期,层状双金属氢氧化物由于其独特的层状结构中丰富离子的存在和过渡金属的存在为其提供了丰富的活性位点和电子通道的优势,从而引起广泛的研究兴趣。并且层状双金属氢氧化物作为超级电容器电极材料,它可以同时拥有双电层电容与法拉第电容储能机理。其具备高的氧化还原性,低成本,自然环保都是使其成为良好的赝电容材料的潜在优势。但是,对于层状双金属氢氧化物电极材料,具有相对较低的电导率,限制了电解质离子和电子的转移,并且其本身的金属氧化物体积膨胀效应都影响了电化学性能。本课题工作是基于钻铝双金属氧化物,通过以其为基础采用酸、碱刻蚀构筑多级结构电极材料,改善其双金属氢氧化物的团聚和堆叠,增大材料的比表面积,使得材料的活性位点得到裸露,缩短电子与离子的传输,进而提高电导率和改善稳定性。具体研究工作如下阐述:1.采用一步水热法制备出具有八仙花状钻铝双金属氢氧化物,通过控制前驱体浓度调控其形貌,然后用氢氧化钠在保留其形貌的前提下刻蚀部分铝元素造孔从而增大材料比表面积,其多级孔状结构提供了更多的电化学活性位点得到了较高的比容量,并且在充放电过程中有效地阻止了材料的膨胀破坏提高了其循环稳定性。电化学测试表明刻蚀时间在4h时,材料拥有最好的电容性能,在0.5 Ag-1下,比电容量高达873Fg-1。在将材料组装成不对称电容器后,充放电1000圈后电容保持率还在79.9%。2.采用回流法制备具有二维六边形片状结构的钻铝双金属氢氧化物,接着,调节pH在水溶液中常温搅拌,得到聚多巴胺包覆二维片状钴铝双金属氢氧化物,随后抽滤成膜-酸刻蚀-氮气保护下锻烧-酸刻蚀制备出具有三维多层中空结构的碳材料。在氮气保护下当温度为650℃时,性能到达最优。当电流密度高达10A g-1时,比容量仍旧高达152Fg-1,组装成器件后,进行5000次循环测试,保持率仍在85.6%。